基于拓扑优化方法的机床立柱轻量化设计

作者：张璐; 杨洋; 李嘉豪; 刘轶; 杜文强

来源：机械, 2019, 46(12): 42-46.

• 机床立柱
• 变密度法
• 拓扑优化
• 尺寸优化
• 模态分析
• 频率位移响应分析

以某型机床立柱为研究对象,开展了立柱结构的轻量化研究工作。首先,利用Hyperworks软件对立柱结构进行静态和动态特性分析,得到立柱在切削力工况下的应力、变形位移云图、固有频率、振型以及频率位移响应曲线;然后,采用变密度法以柔度最小为目标函数进行拓扑优化,根据拓扑优化云图得到立柱内壁的筋条排布形式;接着,提取加筋板的中面并建立2D模型,进行尺寸优化设计,得到加筋板的最优厚度尺寸;最后,将优化模型与原模型进行力学性能对比分析。优化结果显示:基于拓扑优化方法的机床立柱可在减轻重量的同时提高其静、动态特性。

• 单位
  共享智能铸造产业创新中心有限公司